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新型EPWM斩波器式交流稳压电源的原理分析

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

2,当IS≠0时,如果令Tr1次级漏抗XT与LF电抗XL之和XT+XL=X,则US-XIS=UL,所以(Us+UL)/2=(Us+Us+XIs)/2=US-(XIs)/2。由此可知这种检测法虽然可以对因X而造成的电压降进行补偿,也不会出现补偿不稳定现象,但只能补偿一半的XIS,还有一半XIS不能进行补偿。比较好的检测法是采样点取自输入端,检测市电输入电压US及检测X上的电压降XIS,用US-XIS作为检测到的电压。这样,既能保证补偿电压的稳定性,也能使补偿的精度提高。图5所示的单相稳压电路,就是采用了这种电压检测电路。

图5

    串联补偿变压器的次级漏电抗XT,一般为Tr1容量的(3~5)%。而Tr1的容量与市电电压的波动范围有关,当市电电压波动范围为±15%时,Tr1的容量仅为稳压电源标称容量的17.6%。所以,补偿变压器Tr1折算到负载额定电压Ur的次级漏抗压降标么值为

XTIS=(0.03~0.05)×0.176=0.00528~0.0088

XTIS的值很小,可以认为XTIS≈0,此时只需对LF电抗XL引起的电压降进行补偿就可以了。在图5中,变压器Tr2检测的是市电输入电压US,变压器Tr3检测的是LF上的电压降,用Tr2及Tr3的次级电压相减后再进行整流,就可以得到反映US-XLIS数值的直流电压USL。

4.2 对市电电压波动进行正负补偿的控制电路

对市电电压波动进行正、负补偿的控制电路,由图5中比较器U1、U2,比例放大器PI1、PI2,及EPWM比较器U3、U4,和基准电压给定电路R3~R5组成。它分成上下两个支路,上支路由U1、PI1、U3组成,用于对市电电压的负波动进行正补偿控制;下支路由U2、PI2、U4组成,用于对市电电压的正波动进行负补偿控制。与此相应基准电压给定电路也给出了两个基准电压给定值Ur1及Ur2。Ur1对应于市电电压的218V;Ur2对应于市电电压的222V。当市电电压US<218V时上支路工作,下支路不工作,USL与Ur1在U1中进行比较,产生出正误差电压+ΔU,+ΔU经过PI1放大后与三角波uc在U3中进行比较,产生出使桥式斩波器对市电电压进行正补偿的控制。当市电电压US>222V时下支路工作,上支路不工作,USL与Ur2在U2中进行比较,产生出正误差电压+ΔU,+ΔU经过PI2放大后与三角波uc在U4中进行比较,产生出使桥式斩波器对市电电压进行负补偿的控制。基准电压给定电路给出两个基准电压(Ur1=218V与Ur2=222V)的目的,是为了当市电电压US在218V~222V之间时不使稳压电源工作,以避免市电电压US在(220±2)V区间内稳压电源产生正负补偿振荡,使输出电压不稳定,这一点在图1中没有表明。这里需要指出的一点是,图5中运放PI1和PI2的放大倍数,与补偿变压器Tr1的初次级变比ξ1:1、检测变压器Tr2、Tr3(两个变压器完全相同)的初次级变比ξ2:1、三角波的电压幅值Ucm及市电电压的幅值Um有关。PI1及PI2的放大倍数

新型EPWM斩波器式交流稳压电源的原理分析

4.3 三角波发生器电路

三角波发生器电路由一个方波电压发生器(U7)和一个积分器(U8)组成,如图5中U7及U8所示,这种电路在UPS中是常用的。三角波频率与方波电压发生器的频率相同,当方波电压发生器中的电阻R8=0.86R9时,三角波频率

fc≈1/(1/2R10C2)

4.4 状态切换触发电路

状态切换与触发电路如图5下部电路所示。它是由脉冲变压器Tr4、Tr5、Tr6、Tr7及其下面的两个三极管组成的。图中U9、U10是将市电电压变换成与其相对应的正、负半周方波电压。U9得到与us正半周相对应的方波电压,U10得到与us负半周相对应的方波电压。电路的切换采用的是三极管与门的工作原理,触发电路采用的是脉冲变压器输出形式,当然也可以采用光耦的输出形式。切换电路有两组输入信号,每组两个输入信号,即正补偿与负补偿,正半周方波与负半周方波。因此,应有4组触发电路,即由Tr4、V5、V6组成的正补偿正半周触发电路;由Tr6、V9、V10组成的正补偿负半周触发电路;由Tr7、V11、V12组成的负补偿正半周触发电路和由Tr5、V7、V8组成的负补偿负半触发电路。每一种触发电路,只有当脉冲变压器下面的二个三极管同时导通时才能输出触发脉冲。脉冲变压器下面的两个三极管,其中一个受正负补偿信号的控制,另一个受正负半周方波电压的控制。因此,四种触发电路对应于市电电压的每半个周期中,只有一种触发电路输出触发脉冲,其它3种触发电路不工作。由于正负方波电压的加入,4种触发电路之间每半个周期转换一次,

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